原创 u-boot的makefile学习

Makefile的核心文件包括，rules.mk config.mk Makefile

rules：生成源文件(*.c,*.S)的依赖文件列表规则，规则的目标为包含rules.mk的makefile所在路径下的源文件所组成的.depend，规则的依赖分为3个部分，其一为包含rules.mk的makefile，其二为顶层目录下的config.mk和包含rules.mk的makefile所在路径下的源文件列表，

g=`basename $$f | sed -e 's/\(.*\)\.\w/\1.o/'`; 表示将源文件(*.c,*.S)转换为*.o

$(CC) -M $(HOST_CFLAGS) $(CPPFLAGS) -MQ $(obj)$$g $$f >> $@，-M表示生成依赖关系，-MQ表示生成依赖列表的文件格式，后面的$(obj)$$g，即为格式，显示绝对路径

config.mk文件包含最终编译OBJ的规则，此外，包含gcc下的各种编译选项，链接选项，定义头文件包含的目录，库文件的路径等，是Makefile的核心

Makefile:顶层目录下的Makefile文件控制编译过程，参考我自己写的Makefile，其中第一个对象为all:$(OBJTREE)u-boot $(obj)u-boot.bin，即首先生成u-boot（elf格式）,然后生成可以烧写的u-boot.bin，其中最重要的变量是$(LIBS),当$(LIBS)作为目标的时候，激活各个子路径下的.depend和对象的编译，并生成.a文件，cpu/不编译.S文件，该文件在Makefile中编译，作为代码的入口

需要解释一个命令，即$(OBJDUMP) –x $(LIBS)|sed –n –e ‘s/.*\(__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p

该命令完成的功能为列出$(LIBS)下的含有__u_boot_cmd的行。然后用将-u插入在__u_boot_cmd之前，1表示出现__u_boot_cmd的列，即-u插在__u_boot_cmd之前，

变为-u__u_boot_cmd_.

嵌入式系统中的bootloader其实就是一段编译好的代码，在系统上电后首先被执行，主要完成，硬件的基本设置，准备ram空间，最主要的是完成kernel和root filesystem的加载。

为了完成上电后首先被执行这一功能，必须明确，使用的cpu的初始上电地址是多少，例如arm9启动地址为0，所以，硬件需要在地址0的位置，安排一种存储介质，如Norflash或者Nandflash，将bootloader代码写入这种存储介质后，上电后，代码就会被执行

嵌入式系统的bootloader设计通常都分2步骤:

1)      用汇编语言实现，主要完成硬件初始化，准备第二步骤的ram空间，设置好堆栈，跳转到第二步骤，通常都包括，屏蔽所有中断，基本上bootloader不需要处理中断，而由内核完成，所以bootloader不实现中断控制器驱动，设置cpu的速率和时钟频率，初始化内存控制器，因为第二步骤由C语言完成，所以要设定好堆栈，第二步骤代码可以顺序在nand或者nor中执行，也可以将第二步骤代码拷贝到ram中执行，加快启动速度，通常该部分的调试，可以通过点灯方式进行，通常将第二部分代码拷贝到顶端内存的1M空间内

2)      初始化本阶段使用的硬件设备，检测系统内存映射，将kernel和root filesystem从flash读到ram空间，设置内核启动参数，调用内核，本阶段通常要实现简单的串口驱动，用于打印信息和接受控制台命令，此外，最好实现TFTP，用于下载主机程序或文件到ram中，还要初始化定时器，定时器主要完成延时等功能，例如可以设定，系统启动时使用启动加载模式，但加载前有10S中延时，来等待用户输入各种命令

嵌入式系统bootloader也有2种操作模式，一种为启动加载模式，一种是下载模式，

1）  启动加载模式，在产品最终提供给客户的都是启动下载模式，该模式将bootloader存在norflash或者Nandflash中，上电运行后，bootloader将内核，根文件系统从nandflash中读到ram中运行，图1-1描述了最终产品中各个部分的存放位置

2）  下载模式，主要应用与调试，bootloader仍旧保存在norflash或者nandflash中，只是启动过程中，不从nandflash中获取kernel和根文件系统，而是通过串口的(xmodem,y,z)协议或者tftp协议从开发主机上获取内核和根文件系统并存入ram中，通常，系统第一次写内核映像和根文件系统都是采用这种方式，先用tftp将内核和根文件系统下载到ram中，然后写入nandflash中

内存占用的布局：

例如arm9，内存为0x30000000 – 0x34000000

通常内核启动参数被bootloader放置在0x30000100位置

       内核映像被放在0x30000000 + 0x8000的1M空间

       0x8000这32K除放置内核启动参数外，还放置一些全局数据如内核页表等

       根文件系统被放置在0x30010000后的1M空间

内核启动参数的传递，采用tag方法，这种方法规定了tag格式，每种tag都包含一个tag_header和具体不同的字段，tag_head中包含该tag的大小，tag以tag_acore开始，以tag_end结束，这样就可以在bootloader中和内核中共享这段数据

调用内核之前，要设置CPU的寄存器，

R0 = 0;

R1 = 机器类型ID，内核启动代码会去检测机器类型ID，以获取相关代码

R2 = 启动参数在RAM中的基地址

BOOTLOADER必须禁止中断，设置CPU模式为SVC，MMU关闭，数据CACHE关闭，指令CACHE可开可关